T-CSAE 242-2021 绿色设计产品评价技术规范 车用动力蓄电池

ICS43.120CCST47团体标准T/CSAE242－2021TechnicalspecificationforgrAutomotivetractionbattery2021-12-30发布2021-12-30实施中国汽车工程学会发布IT/CSAE242—2021前言 12规范性引用文件 13术语和定义 24评价要求 25车用动力蓄电池生命周期评价报告编制方法 26评价方法 5附录A（规范性）车用动力蓄电池生命周期评价方法 6T/CSAE242—2021本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利，本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本文件起草单位：中国汽车技术研究中心有限公司、深圳市比亚迪汽车工业有限公司、合肥国轩高科动力能源有限公司、蜂巢能源科技有限公司、天能电池集团有限公司、宁德时代新能源科技股份有限公司。本文件主要起草人：王竞逸、惠怡静、王攀、李龙辉、徐树杰、张铜柱、胡嵩、徐梓淇、孙锌、李冬杰、武双贺、吴蒙、黄林波、张勤才、王立涛、李靖、程厚响、赵明楠、刘焕然、何斯超、蒋小通、王睿、关舒丹、张凯璇。T/CSAE242—20211绿色设计产品评价技术规范车用动力蓄电池本文件规定了车用动力蓄电池绿色设计的评价方法、评价要求和生命周期评价报告编制方法。本文件适用于车用动力蓄电池单体、模块、包及系统的绿色设计产品评价。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB12463危险货物运输包装通用技术条件GB18599一般工业固体废物贮存和填埋污染控制标准GB/T19001质量管理体系要求GB19432危险货物大包装检验安全规范GB/T19596电动汽车术语GB/T23331能源管理体系要求及使用指南GB/T24001环境管理体系要求及使用指南GB/T24040环境管理生命周期评价原则与框架GB/T24044环境管理生命周期评价要求与指南GB/T26989—2011汽车回收利用术语GB/T30512汽车禁用物质要求GB/T31484—2015电动汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验方法GB/T32150工业企业温室气体排放核算和报告通则GB/T32161生态设计产品评价通则GB/T34014—2017汽车动力蓄电池编码规则GB38031—2020电动汽车用动力蓄电池安全要求GB/T45001—2020职业健康安全管理体系要求及使用指南JT/T617.7—2018危险货物道路运输规则第7部分：运输条件及作业要求QC/T797—2008汽车塑料件、橡胶件和热塑性弹性体件的材料标识和标记QC/T941—2013汽车材料中汞的检测方法QC/T942—2013汽车材料中六价铬的检测方法QC/T943—2013汽车材料中铅、镉的检测方法QC/T944—2013汽车材料中多溴联苯(PBBs)和多溴二苯醚(PBDEs)的检测方法SJ/T11364电子电器产品有害物质限制使用标识要求T/CSAE242—202123术语和定义GB/T24040、GB/T24044、GB/T26989、GB/T19596界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1绿色设计green-design按照全生命周期的理念，在产品设计开发阶段系统考虑原材料选用、生产、销售、使用、回收、处理等各个环节对资源环境造成的影响，力求产品在全生命周期中最大限度降低资源消耗、尽可能少用或不用含有有毒有害物质的原材料，减少污染物产生和排放，从而实现环境保护的活动。3.2绿色设计产品green-designproduct符合绿色设计理念和评价要求的产品。4评价要求4.1生产企业基本要求4.1.1生产企业应将绿色设计过程引入管理体系，在企业政策和战略中加入绿色设计和减少整体环境影响的目标，并定期审议与增改。4.1.2生产企业应在产品绿色设计方案中考虑产品的无害化、模块化、可拆解性、可回收利用性。4.1.3生产企业应按照GB/T24001、GB/T23331、GB/T19001和GB/T45001—2020分别建立并运行环境管理体系、能源管理体系、质量管理体系和职业健康安全管理体系。4.1.4生产企业的污染物排放状况，应满足国家和地方污染物排放标准的要求，污染物总量控制应满足国家和地方污染物排放总量控制指标；且近三年无重大质量、安全或环境事故。4.1.5生产企业固体废弃物应有专门的贮存场所，避免扬散、流失和渗漏；减少气体、液体、固体废物的产生量和危害性，充分合理利用和无害化处置上述三废；其中一般固体废物按照GB18599相关规定执行，危险废物应交由有对应危险废物处理资质的企业处理。4.1.6生产企业不得使用国家或有关部门淘汰或禁止的技术、工艺、设备及相关物质。4.1.7生产企业应建立动力蓄电池溯源管理体系。4.1.8生产企业应按照GB/T34014—2017相关要求对动力蓄电池进行编码。4.2产品评价指标要求动力蓄电池绿色评价指标由一级指标和二级指标组成。一级指标包括资源属性、能源属性、环境属性和产品属性四类指标。二级指标为四类属性指标中具体评价项目，包括了指标名称、基准值、判定依据等。车用动力蓄电池绿色评价指标要求见表1。5车用动力蓄电池生命周期评价报告编制方法5.1编制依据依据GB/T24040、GB/T24044、GB/T32161给出的生命周期评价方法学框架、总体要求及附录编制车用动力蓄电池生命周期评价报告，参见附录A《车用动力蓄电池产品生命周期评价方法》。T/CSAE242—20213表1车用动力蓄电池绿色评价指标要求产品生产过程中使用的正极原材料宜为再生产品包装材料应为可再生利用或可降解或循物质（铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯和多依据QC/T941—2013、QC/T942—2013、正极匀浆鼓励使用水作为溶剂，若使用溶剂NMP（N-甲基吡咯烷酮则回收率应大于提供溶剂回收装置的设计说明和负极匀浆公开电池拆卸、拆解、有毒有害物质、控制系统接口和通讯协议等利于回收利用的相关发布电池有毒有害物质信息以及对环境影产品运输应符合JT/T617.7—2018相关要T/CSAE242—20214表1车用动力蓄电池绿色评价指标要求（续）建立产品从原材料供方至电池出厂的完整的产品可追溯体系，并按国家相关要求将产品准确上传至“新能源汽车国家监测与动力蓄具备企业内部溯源管理体系及溯源信息化产品的安全性满足GB38031—2020相关要5.2报告内容框架5.2.1基本信息报告应提供报告信息、申请者信息、评估对象信息、采用的标准信息等基本信息，其中报告信息包括报告编号、编制人员、审核人员、发布日期等，申请者信息包括公司全称、组织机构代码、地址、联系人、联系方式等。在报告中应标注产品的主要技术参数和功能，包括产品类型、电池类型、上市年份、尺寸大小、额定容量、标称电压、额定质量、正负极材料、电解液类型等信息。5.2.2符合性评价报告中应提供基本要求和评价指标要求的符合性情况以及所有评价指标报告期比基期改进情况的5.2.3生命周期评价5.2.3.1评价对象及工具报告中应详细描述评估的对象、功能单位和产品性能，列表说明产品的材料构成与技术参数，绘制说明产品的系统边界，说明披露所使用的基于中国数据的生命周期评价工具。本部分以单个车用动力蓄电池包为功能单元来表示，参见A.2。5.2.3.2生命周期清单分析报告中应提供考虑的生命周期阶段，说明每个阶段所考虑的清单因子及收集到的现场数据或背景数据，涉及到数据分配的情况应说明分配方法和结果，参见A.3。T/CSAE242—202155.2.3.3生命周期影响评价报告中应提供产品生命周期各阶段的不同影响类型的特征化值，并对不同影响类型在各生命周期阶段的分布情况进行比较分析，参见A.4。5.2.3.4绿色设计改进方案报告应在分析指标的符合性评价结果以及生命周期评价结果的基础上，提出产品生命周期设计改进的具体方案。5.2.4评价报告主要结论报告中应说明该产品对评价指标的符合性结论、生命周期评价结果、提出的改进方案，并根据评价结论初步判断该产品是否为绿色车用动力蓄电池。5.2.5附件报告中应在附件中提供：——产品生产材料清单；——产品工艺表（产品生产工艺过程示意图等）；——各单元过程的数据收集表；——其他。6评价方法产品应依据以下条件评价为绿色动力蓄电池产品：a)满足对生产企业的基本要求（见4.1节）和对产品的评价指标要求（见4.2节），并提供相关符合性证明文件；b)提供符合要求的动力蓄电池产品生命周期评价报告（见5节及附录A）。T/CSAE242—20216车用动力蓄电池生命周期评价方法核算车用动力蓄电池包括资源的获取阶段、原材料的生产阶段、零部件的生产阶段、使用阶段、废弃处理阶段等从“摇篮”到“坟墓”的生命周期阶段各过程中对环境造成的影响，通过评价生命周期环境影响大小，提出车用动力蓄电池生态化改进方案，从而大幅提升车用动力蓄电池的生态友好性。A.2范围A.2.1概述根据评价目的确定评价范围，确保两者相适应。定义生命周期评价范围时，应考虑以下内容并做出清晰描述。A.2.2功能单位功能单位应是明确规定并且可测量的，定义与产品种类和用途有关，车用动力蓄电池产品的功能单位定义包含产品名称、使用该电池的车辆型号及电耗、主要规格型号、电池容量、电池包总质量与功能描述等信息。本标准界定的功能单位为单个车用动力蓄电池包。A.2.3系统边界本标准界定的车用动力蓄电池的生命周期系统边界包括：资源的获取阶段、原材料的生产阶段、电池的生产阶段、使用阶段、废弃处理阶段等从“摇篮”到“坟墓”的生命周期阶段，如图A.1所示。LCA研究的时间应在规定的期限内。数据应反映具有代表性的时期（取最近一年内有效值）。如果未能取到最近一年内有效值，应做具体说明。原材料数据应是在参与产品的生产和使用的地点/地区。生产过程数据应是在产品的生产中所涉及的地点/地区。A.2.4数据取舍原则在选定系统边界的基础上，可规定一套数据取舍准则，忽略对评价结果影响较小的因素，从而简化数据收集和评价过程。常用的取舍准则包括但不限于：a)原则上可忽略对生命周期评价（LCA）结果影响不大的能耗、零部件、原辅料、使用阶段耗材等消耗。例如，小于产品重量1%的普通物耗可忽略、含有稀贵金属（如金银铂钯等）或高纯物质（如纯度高于99.99%）的物耗小于产品重量0.1%时可忽略（同类物料，如芯片、螺钉，应该按此类物料合计重量判断），但总共忽略的物耗推荐不超过产品重量的5%；b)道路与厂房等基础设施、生产设备、厂区内人员及生活设施的消耗和排放，可忽略；c)原则上包括与所选环境影响类型相关的所有环境排放，但在估计排放数据对结果影响不大的情况下（如小于1％时）可忽略，但总共忽略的排放推荐不超过对应指标总值的5%。可在LCA报告中说明采用的取舍准则，以及因此被排除在系统之外的过程和数据。T/CSAE242—20217图A.1车用动力蓄电池产品系统边界图A.3生命周期清单数据收集A.3.1基本方法A.3.1.1总则编制车用动力蓄电池边界内的所有材料/能源输入、输出清单，作为产品生命周期评价的依据。如果数据清单有特殊情况、异常点或其它问题，应在报告中进行明确说明。当数据收集完成后，应对收集的数据进行审定。确定每个单元过程的基本流，并据此计算出单元过程的定量输入和输出。将各个单元过程的输入输出数据除以产品的产量，得到功能单位的资源消耗和环境排放。将产品各单元过程中相同影响因素的数据求和，以获取该影响因素的总量，为产品级的影响评价提供必要的数据。A.3.1.2概况应将以下要素纳入数据清单：——原材料采购和预加工；——生产、加工和装配。基于LCA的信息中要使用的数据可分为两类：现场数据和背景数据。主要数据尽量使用现场数据，如果现场数据收集缺乏，可以选择背景数据。背景数据可参考汽车行业权威生命周期数据库。T/CSAE242—20218现场数据是在现场具体操作过程中收集来的，主要包括生产过程的能源与水资源消耗、产品原料的使用量、产品主要包装材料的使用量和废物产生量等。此外，现场数据还应包括运输数据，即产品原料、主要包装的部分从制造地点到最终交货点的运输距离。背景数据应当包括主要原料的生产数据、权威的电力组合数据（如火力、水、风力发电等）、不同运输类型造成的环境影响等数据。A.3.1.3基本方法收集系统边界内各过程产出单位产品所对应的各项消耗与排放数据，即清单数据。数据来源包括实际生产过程统计或监测、文献资料、LCA数据库。对于不同情况，有不同的数据收集要求：a)开展产品LCA的企业对本企业、或负责实际生产的代工生产（OEM）企业的生产过程的物料消耗和环境排放进行调查；b)重要物料（重要零部件和原辅料）的上游生产过程优先采用实际供应商生产过程的调查数据。一般而言，如果某项物料的重量大于5％的产品重量，则视为重要的。按照数据取舍准则，不重要的物料消耗和能耗可忽略；c)大宗原材料和能源（如电力、燃料、通用金属、非金属和塑料）的上游生产过程数据可采用LCA背景数据，优先采用代表原料产地国家、代表相同生产技术的背景数据。在原产地、相同技术的背景数据不可得的情况下，可使用其他国家、类似技术生产的同类原料的数据替代，同时明确说明替代数据来源以及产地国家和技术代表性的差异；d)生产过程的环境污染物排放可采用环保监测或现场测量并换算为单位产出的排放量，也可通过平衡计算获得数据。可按照数据取舍准则忽略不重要的排放；e)实际生产过程调查中需明确数据收集期（生产期间文献调查和背景数据尽量选择与产品生产年份接近的数据；f)对于实际收集和文献调查的数据，建议详细记录相关的原始数据来源和数据处理算法，保留相关凭证，以便数据查验、审核和数据更新；g)建议企业制定数据管理计划，建立产品、零部件或原材料数据库。清单数据收集的基本步骤如图A.2所示。A.3.1.4现场数据采集描述代表某一特定设施或一组设施活动而直接测量或收集的数据。可选取对过程进行测量，或者通过采访、问卷调查从经营者处获得的测量值等，作为特定过程最具代表性的数据来源。现场数据的质量要求包括：a)代表性：现场数据应按照企业生产单元收集所确定范围内的生产统计数据；b)完整性：现场数据应采集完整的生命周期要求数据；c)准确性：现场数据中的资源、能源、原材料消耗数据应该来自于生产单元的实际生产统计记录，环境排放数据优先选择相关的环境监测报告，或由排污因子或物料平衡公式计算获得，所有现场数据均须转换为单位产品，且需要详细记录相关的原始数据、数据来源、计算过程等；d)一致性：企业现场数据收集时应保持相同的数据来源、统计口径、处理规则等。典型现场数据来源包括：——车用动力蓄电池产品的原材料采购和预加工；——车用动力蓄电池产品原材料由原材料供应商运输至汽车生产商处的运输数据；——车用动力蓄电池产品生产过程的材料、能源与水资源消耗及废水、废气和固废排放数据。T/CSAE242—20219图A.2车用动力蓄电池产品生命周期清单数据收集基本步骤A.3.1.5背景数据采集背景数据不是直接测量或计算而得到的数据，可为行业现场数据，即对产品生命周期研究所考虑的特定部门，或者为跨行业背景数据。背景数据宜用于后台进程，除非背景数据比现场数据更具代表性或更适合前台进程。所使用数据的来源应有清楚的文件记载并应载入产品生命周期评价报告。背景数据的质量要求包括：a)代表性：背景数据应优先选择企业的原材料供应商提供的符合相关LCA标准要求的、经第三方独立验证的上游产品生命周期评价报告中的数据，若无，须优先选择代表中国国内平均生产水平的公开生命周期数据，数据的参考年限应优先选择近年数据，在没有符合要求的中国国内数据的情况下，可以选择国外同类技术数据作为背景数据；b)完整性：背景数据的系统边界应该从资源开采到这些原辅材料或能源产品出厂为止；c)一致性：所有被选择的背景数据应完整覆盖本标准确定的生命周期清单因子，并且应将背景数据转换为一致的物质名录后再进行计算。A.3.1.6资源获取该阶段始于从大自然提取资源，结束于车用动力蓄电池进入产品生产设施，包括：——资源开采和提取；——所有材料的预加工；——转换回收的材料；——提取或预加工设施内部或预加工设施之间的运输。A.3.2企业生产阶段的数据收集开展产品LCA的企业需要对本企业、或负责实际生产的代工生产（OEM）企业的实际生产过程进行调T/CSAE242—2021查，包括产品组装和自制零部件生产。该阶段始于产品外购零部件、原材料进入生产场址，止于成品出厂。建议按以下方式进行数据收集：a)零部件和物料消耗数量可采用产品物料清单（BOM）数据，并按产品合格率进行修正。如果零部件的使用寿命与产品使用寿命不同，也可进行修正；b)生产过程的能耗、辅料消耗、包装消耗、环境排放数据以及产品销售的运输数据，可从企业相关部门调查得到或通过测量得到；c)按照取舍准则要求可忽略不重要的数据。A.3.3外购物料生产阶段的数据收集根据外购物料所占产品重量的比例进行重要性分类，并分别进行数据收集，如见表A.1所示。表A.1外购物料数据调查要求物料重量比m优先采用供应商提供的实际生产过程数据，供应商数据收集方法和要求与企业自身的数据调查方式相同，并包1%≤m＜5％为次要物料（如果含有稀贵和高纯成分，则0.1%≤m＜1％为次要物料）注：在无法获得实际生产过程数据的情况下，A.3.4大宗原材料和能源生产阶段的数据收集大宗原材料和能源（如电力、燃料、通用金属、非金属和塑料）的生产过程数据可采用LCA背景数据库数据。A.3.5使用阶段的数据收集该阶段始于消费者或终端用户获得产品，止于产品废弃。在满足数据取舍准则的前提下，需要收集的数据包括：a)产品使用/消费的模式，包括使用寿命、使用频率；b)产品使用过程的能源消耗、耗材、污染物排放。上述数据可以通过用户调查获得，也可以采用行业通用的估计或产品设计数据。使用阶段环境影响应考虑电池能量转换效率、电池重量占整车重量的比例、行驶过程的电耗、行驶距离等因素以及充电损失和实际路况与实验室数据之间的差异，不考虑电池的更换、维修和保养等影响因素。T/CSAE242—2021A.3.6废弃处理阶段的数据收集该阶段始于消费者或终端用户丢弃产品，止于产品作为废弃物返回自然界或被再生。电池的废弃处理阶段的方式主要包括：梯次利用和再生利用等。在满足数据取舍准则的前提下，需要收集的数据包括：a)废弃产品回收过程的运输数据；b)废弃产品拆解过程能耗、物耗与污染物排放；c)废弃产品最终处置过程（焚烧、填埋等）的能耗、物耗及污染物排放；d)废弃产品中可再生的零部件和材料、可回收利用的能量，可部分抵消产品生产过程的原料消耗与能耗，可在生命周期评价报告中予以计算说明。上述数据可以通过调查获得，也可以采用行业通用的估计数据或背景数据库。A.3.7数据质量A.3.7.1概述数据质量评估的目的是判断LCA结果和结论的可信度，并指出提高数据质量的关键因素。各种LCA标准和规范有不同的数据质量评估方法建议，例如欧盟产品环境足迹（PEF）采用半定量的评估方法，一些数据库采用了基于不确定度的量化评估方法。可以根据项目的目的和相关方要求采用不同评估方法。A.3.7.2实际生产过程调查的数据质量实际生产过程调查的数据质量宜具备：a)技术代表性：数据需反映实际生产情况，即体现实际工艺流程、技术和设备类型、原料与能耗类型、生产规模等因素的影响；b)数据完整性：按照环境影响评价指标、数据取舍准则，判断是否已收集各生产过程的主要消耗与排放数据。缺失的数据需在LCA报告中说明；c)数据准确性：零部件、辅料、能耗、包装、原料与产品运输等数据需采用企业实际生产统计记录，环境排放数据优先采用环境监测报告。所有数据均详细记录相关的数据来源和数据处理算法。估算或引用文献的数据需在LCA报告中说明；d)数据一致性：每个过程的消耗与排放数据需保持一致的统计标准，即基于相同产品产出、相同过程边界、相同数据统计期。存在不一致情况时需在LCA报告中说明。A.3.7.3产品生命周期模型的数据质量产品生命周期模型的数据质量宜具备：a)生命周期代表性：产品LCA模型尽量反映产品供应链的实际情况。重要的外购零部件和原辅料的生产过程数据需尽量调查供应商，或是由供应商提供经第三方独立验证的LCA报告，在无法获得实际生产过程数据的情况下，可采用背景数据，但需对背景数据来源及采用依据进行详细说明。未能调查的重要供应商需在LCA报告中说明；b)模型完整性：依据系统边界定义和数据取舍准则，产品LCA模型需包含所有主要过程，包括从资源开采开始的主要原材料和能源生产、主要零部件和原辅料生产、产品生产以及运输过程。如果是可以交付给消费者直接使用的产品，还需包含产品使用、废弃处理过程；c)背景数据准确性：重要物料和能耗的上游生产过程数据优先选择代表原产地国家、相同生产技术的公开基础数据库，数据的年限优先选择近年数据。仅在没有符合要求的背景数据的情况下，可以选择代表其他国家、代表其他技术的数据作为替代，并需在LCA报告中说明；T/CSAE242—2021d)模型一致性：如果模型中采用了多种背景数据库，需保证各数据库均支持所选的环境影响类型指标。如果模型中包含分配和再生过程建模，需在LCA报告中说明。A.3.7.4背景数据库的数据质量背景数据库的数据质量宜具备：a)完整性：背景数据库一般至少包含一个国家或地区的数百种主要能源、基础原材料、化学品的开采、制造和运输过程，以保证背景数据库自身的完整性；b)准确性：背景数据库需采用来自本国或本地区的统计数据、调查数据和文献资料，以反映该国家或地区的能源结构、生产系统特点和平均的生产技术水平；c)一致性：背景数据库需建立统一的数据库生命周期模型，以保证模型和数据的一致性。A.3.7.5数据质量评估表在LCA过程中，可采用数据收集与建模情况的统计表（表A.2）对数据质量进行评估，并明确数据质量改进的重点。表A.2数据质量评估表且其生命周期贡献大于1%T/CSAE242—2021A.3.7.6数据质量改进根据上述数据质量要求和评估结果，可以发现提高数据质量的关键因素并持续改进数据质量：a)对于数据质量不符合要求的关键过程、清单数据和背景数据，需重新进行数据收集调查或生命周期建模，尤其是针对贡献和灵敏度较大的过程和清单数据，需采用实际生产过程数据代替背景数据、采用产地国家的背景数据代替其他国家背景数据，是提高数据质量的最有效方法；b)对于数据质量较差但不重要的或对环境影响类型贡献较小的清单数据或单元过程可忽略，并适当调整系统边界、数据取舍准则等，以确保最终评价结果满足数据质量评估要求。A.3.8生命周期清单分析A.3.8.1数据分析根据表A.3～A.6进行填报：a)现场数据可通过企业调研、上游厂家提供、采样监测等途径进行收集，所收集的数据要求为企业